Các nhà nghiên cứu Ý đã nghiên cứu pin natri-nước biển (SWB) để lưu trữ năng lượng ngắn hạn và dài hạn trên Sardinia và phát hiện ra rằng SWB với năng lượng sóng giúp làm giảm biến động điện năng, đồng thời cho phép hệ thống phát điện khử cacbon hoàn toàn trong thời gian dài.
Hình ảnh: Pexels, Pixabay
SWB là một loại công nghệ pin gốc natri đầy hứa hẹn sử dụng nước biển làm cực âm. Một trong những lợi thế của chúng là khả năng lưu trữ năng lượng trong khoảng thời gian ngắn và dài và cung cấp khả năng lưu trữ thậm chí hàng năm.
Trong một bài báo được phát hành gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Perugia và Đại học Sapienza của Rome đã khám phá tiềm năng của SWB tập trung vào Đảo Sardinia giàu năng lượng tái tạo như một trường hợp nghiên cứu. Công nghệ SWB mà họ coi là sử dụng natri-biphenyl (Na-BP) làm chất anolyte. Nó giống như một loại pin dòng oxi hóa khử thông thường với cả cực dương và cực âm (nước biển) chảy qua các tế bào pin.
Theo các nhà nghiên cứu, điểm mạnh chính của SWB dựa trên Na-BP nằm ở khả năng lưu trữ natri kim loại ở bên ngoài. Điều này cho phép kéo dài khung thời gian lưu trữ bằng cách tăng lượng dự trữ năng lượng bên ngoài bằng kim loại Na, cho phép lưu trữ năng lượng hàng giờ hoặc hàng tháng và theo mùa chỉ với một thiết bị và do đó giảm chi phí đầu tư.
Các nhà nghiên cứu cho biết: “Công việc này nhằm mục đích chứng minh khả năng ứng dụng của SWB nhằm đáp ứng các yêu cầu năng lượng của Châu Âu, thu hút sự quan tâm của khu vực công và tư nhân đối với sự phát triển hơn nữa cần thiết để đưa các tế bào quy mô phòng thí nghiệm cho đến nay được phát triển thành các ứng dụng thương mại”.
Để đạt được mục tiêu này, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu SWB để ứng dụng ngắn hạn khi kết hợp với bộ chuyển đổi năng lượng sóng và nhận thấy rằng điều này có thể cho phép giảm hơn 85% biến động điện năng được tạo ra trên lưới điện Sardinia. Trong trường hợp này, mức giảm tăng công suất được tính bằng chênh lệch giữa hai giá trị công suất liên tiếp với dấu thời gian là một giây và năng lượng được lưu trữ trong anolyte Na-BP.
Trong kịch bản dài hạn, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng SWB có thể cho phép đáp ứng nhu cầu năng lượng theo mùa và thậm chí hàng năm của Sardinia nhờ mật độ thể tích cao của kim loại Na, gấp khoảng 4 lần so với hydro nén ở áp suất 700 bar. Các nhà nghiên cứu tính toán, quá trình khử cacbon hoàn toàn của lưới Sardinian liên quan đến việc tích hợp khoảng 340.000 m3 kim loại Na, tương ứng với hồ chứa Na cao 12 mét bao phủ một bề mặt của ít hơn bốn sân bóng đá.
Họ cũng phát hiện ra rằng ứng dụng SWB cuối cùng có thể đáp ứng khoảng 29% nhu cầu nước khử muối của người dân Sardinia, ngoài việc khai thác chức năng phụ trợ thu giữ carbon dioxide, tạo ra 37,3 gam CO2 trên mỗi kWh lưu trữ.
Các nhà nghiên cứu viết: “Kết quả của mô hình chứng minh tính hiệu quả của việc lưu trữ năng lượng dựa trên SWB kết hợp với các nguồn tái tạo dồi dào của Sardinia, cho phép khử cacbon hoàn toàn hệ thống năng lượng trên đảo”. “Hơn nữa, chức năng khử muối và thu giữ CO 2 của SWB là một ví dụ điển hình về việc thực hiện chuyển đổi năng lượng sạch có thể được mở rộng sang các đảo và khu vực ven biển khác.”
Họ đã thảo luận về những phát hiện của mình trong “Tích hợp công nghệ pin nước biển Na với năng lượng tái tạo: Nghiên cứu điển hình về Đảo Sardinia,” được xuất bản gần đây trên Tạp chí Năng lượng Tái tạo và Bền vững.
